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Teil II. Ferroelastische Hysterese bei der Verformung von Cu-Basis Einkristallen in martensitischem Zustand V. Prieb, H. Steckmann "1st Memory Alloys GmbH" Keine Abhängigkeit von der Temperatur und sehr starke Orientierungsabhängigkeit der ferroelastischen Hysterese wurden festgestellt. Zum ersten Mal ist eine bis ins Detail gehende Ähnlichkeit zwischen den ferroelastischen und ferromagnetischen Hystereseschleifen experimentell gezeigt worden. Eben aus diesem guten Grunde wurde die untersuchte Hysterese "ferroelastisch" genannt. Qualitative und quantitative Charakteristiken und Parameter der ferroelastischen Hysterese wie die dissipative Energie und ihre parabolische Abhängigkeit von der ferroelastischen Verformung, der Ferroelastizitätskoeffitient, die mechanische Koerzitivkraft usw. sind definiert, experimentell gemessen und berechnet worden. Einführung: Ein spezifisches Merkmal von Formgedächtnislegierungen mit den thermoelastischen martensitischen Umwandlungen ist Existenz von zwei Verformungsmechanismen: die normale oktaedrische Gleitung (die normale Plastizität) und die quasiplastische Verformung entweder durch die spannungsinduzierte martensitische Umwandlung bei der Verformung in austenitischem Zustand (Pseudoelastizität), oder durch die spannungsinduzierte Umgruppierung von Martensitvarianten bei der Verformung in martensitischem Zustand (Quasiplastizität). Dieses Spezifikum verursacht nämlich die einzigartigen mechanischen Eigenschaften von Formgedächtnislegierungen wie der Formgedächtniseffekt, die Hochdämpfung etc. Trotz der zahlreichen, der Erforschung dieser Effekte gewidmeten Arbeiten bleibt das Verformungsverhalten in martensitischem Zustand bis heute noch nicht detailiert untersucht. Dies ist vor allem mit den Schwierigkeiten der direkten Untersuchung von kompletten Verformungszyklen verbunden, die den Wechsel der mechanischen Außenspannung vom Zug zum Druck auf derselben Probe voraussetzt. Die Ergebnisse so einer detailierten experimentellen Untersuchung der ferroelastischen Hysterese präsentiert diese Arbeit. Die ferroelastische Verformung von Einkristallen bietet die günstigste und einfachste Situation für die Untersuchung des Hystereseverhalten an, denn keine Phasen- und Kristallinengrenzen und Umwandlungswärme sind dabei vorhanden, und nur das Zusammenwirken von Martensitvarianten und Martensitzwillingen während ihre Umorientierung unter der Außenpannung trägt zu der Hysterese bei. Zusammenfassung: - eine im Verhältnis zu der Verformungsachse (Null-Spannungsachse) symmetrische Form der Hystereseschleifen, die in einer idealisierten Darstellung als ein aus zwei Dreiecken von der Zug- und Druckseiten oder ein aus einem inneren Parallelogramm und zwei Dreiecken bestehendes Parallelogramm betrachtet werden kann; - Unabhängigkeit der Hystereseparameter von der Temperatur; - eine bis ins Detail gehende Ähnlichkeit zwischen der ferroelastischen Hysterese und der ferromagnetischen Hysterese; Das durch die partiellen Zyklen untersuchte Innere der ferroelastischen Hysterese kann durch das Vorhandensein von folgenden Merkmalen verallgemeinert werden: - die innere Elastizität bei Umkehr von der Zug- bzw. Druckseite in die Hysterese hinein; - die inneren, einander parallel verlaufenden Zug- und Druck-Fließlinien; - die nah an der Verformungsachse (Null-Spannungsachse) ligende Diagonale, die durch die Schnittpunkte der linear extrapolierten inneren Elastizitäts- und Fließlinien gebildet wird; - Kongruenz der inneren Hystereseschleifen und der Haupthystereseschleife bei den großen Verformungsamplituden, die durch die Parallelität von Fließlinien nachgewiesen wird. Mehr dazu: Der Artikel (Volltext, Deutsch) als PDF-file Home |